DE10001276A1 - Mineralische Oberflächen- und Zwischenabdichtungssysteme für Deponien und Absicherung von Altlastenstandorten unter Verwendung von industriellen Abfallstoffen und Verfahren zur Herstellung, Aufbereitung und Einbau dieser - Google Patents
Mineralische Oberflächen- und Zwischenabdichtungssysteme für Deponien und Absicherung von Altlastenstandorten unter Verwendung von industriellen Abfallstoffen und Verfahren zur Herstellung, Aufbereitung und Einbau dieserInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft mineralische Oberflächen- und Zwischenabdichtungssysteme für Deponien und Absicherung von Altlastenstandorten unter Verwendung von industriellen Abfallstoffen und ein Verfahren zur Herstellung, Aufbereitung und Einbau dieser, den Einsatz in Rekultivierungsschichten und ein Verfahren zur Herstellung dieser, wobei die industriellen Abfallstoffe als Ersatzbaustoffe in mineralischen Dichtungssystemen oder Rekultivierungsschichten eingesetzt werden, vorzugsweise unter Verwendung von bentonitgebunden Gießereialtsanden, -stäuben und/oder Klärschlämmen. DOLLAR A Bei der mineralischen Dichtungsschicht für Deponien und zur Abdeckung von Altlastenstandorten und einem Verfahren zur Herstellung dieser, werden natürliche Erdbaumaterialien ausgetauscht, ohne die Eigenschaften der Dichtungsmassen zu beeinträchtigen. Der Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass bei den erfindungsgemäß dargestellten mineralischen Deponiedichtungen, unter Verwendung von geeigneten wasseraufnahmefähigen Zuschlagstoffen, ein mineralisches Dichtungsmaterial hergestellt wird, das hinsichtlich der Rissanfälligkeit und den k-Werten bessere Ergebnisse aufweist als bei Standardsystemen.
Description
Die Erfindung betrifft mineralische Oberflächen- und Zwischenabdichtungssysteme für
Deponien und Absicherung von Altlastenstandorten unter Verwendung von industriellen
Abfallstoffen und ein Verfahren zur Herstellung, Aufbereitung und Einbau dieser, den
Einsatz in Rekultivierungsschichten und ein Verfahren zur Herstellung dieser, wobei die
industriellen Abfallstoffe als Ersatzbaustoffe in mineralischen Dichtungssysten oder
Rekultivierungsschichten eingesetzt werden, vorzugsweise unter Verwendung von
bentonitgebundenen Gießereialtsanden, -stäuben und/oder Klärschlämmen.
In der Druckschrift WO 89 01547 A1 wird erfindungsgemäß ein Verfahren dargestellt,
welches zum Abdichten von Bodenformationen, insbesondere für die Herstellung von
Deponien mittels getrockneten Klär- und Gewässerschlämmen bei einem TS-Gehalt von ≦
70%, anderen getrockneten Zuschlagstoffen, pulverförmigem Wasserglas und
Weichgehlbildnern hergestellt wird. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die
wasserglasvergüteten Dichtungssysteme aus Abfallstoffen und Recyclingmaterialien, den
Einsatz von kostenaufwendigen Gehlbildnern, zur Verringerung der Wasserdurchlässigkeit
erfordern.
Vom Stand der Technik ist bekannt, dass labortechnische und baupraktische
Untersuchungen durch Wasserglasvergütungen von Klärschlammgemischen durchgeführt
wurden, die zur Herstellung von mineralischen Dichtungen führten. Wesentliche Voraus
setzung für die Wasserglasvergütung ist, ein kornabgestuftes und ausreichend wasser
haltiges Gemisch, das noch in sich verdichtungsfähig und somit abdichtungsfähig ist.
Die Druckschrift DE 195 40 387 C2 beinhaltet ein Verfahren für die Herstellung von
multimineralischen Dichtungen, bei der die hochwertigen, natürlichen, tonigen, schluffigen,
sandigen und kiesigen Erdbaumaterialien teilweise durch billige Ersatzbaustoffe, wie
bentonithaltige Gießereialtsande und Gießereischlacken ausgetauscht werden.
Nach der Technischen Anleitung (TA) Siedlungsabfall ist vorgeschrieben:
- - eine Kombinationsdichtung aus einer Kunststoffdichtungsbahn (KDB) und mineralischen Barrieren nach dem Multibarrierekonzept für Sonder und Siedlungsabfälle für oberirdische Deponien herzustellen,
- - der Feinstkornanteil (< 0,002 mm) muss nach DIN 18 123 mindestens 20% betragen,
- - die Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte [k-Werte] für Basisabdichtungen betragen k ≦ 5 × 10-10 m/s und für Oberflächenabdichtungen k ≦ 5 × 10-9
Die Aufgabe der Erfindung ist es, in eine mineralische Dichtungsschicht für
Deponieabdeckungen und Zwischenabdeckungen, Abdeckungen von Altlasten und
Rekultivierungsschichten den Einsatz von Ersatzbaustoffen zu prüfen und ein Verfahren
zur Herstellung dieser zu schaffen, bei dem die natürlichen tonigen, schluffigen, sandigen
und kiesigen Erdbaumaterialien teilweise durch billige Ersatzbaustoffe ausgetauscht
werden, ohne die Eigenschaften der Dichtungsmassen bzw. Rekultivierungsschicht zu
beeinträchtigen. Die erforderlichen Werte von k ≦ 5 × 10-9 m/s in der mineralischen
Dichtung sind abzusichern.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach den in dem Patentanspruch 1 und 2
angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ergeben sich
aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass bei mineralischen Oberflächen
abdichtungen und Zwischenabdeckung und/oder Rekultivierungsschichten, die natürlichen
tonigen, schluffigen, sandigen und kiesigen Erdbaumaterialien teilweise durch billige
Ersatzbaustoffe wie bentonitgebundene Gießereialtsande, -stäube, geeignete ausgefaulte
Gewässer- und/oder Klärschlämme ausgetauscht werden, ohne die Eigenschaften der
Dichtungsmassen bzw. der Rekultivierungsschicht zu beeinträchtigen, wobei die
Eigenschaften der mineralischen Dichtungsmaterialien hinsichtlich ihrer Rissanfälligkeit
gegenüber den Standartsystemen wesentlich verbessert wird und die k-Werte
unterschritten werden.
Durch die mit bentonitgebundenen Gießereialtsanden, -stäuben hergestellten
mineralischen Dichtungen können Deponien kostengünstig gesichert und das
Einkapslungsverfahren für Altlasten rationeller gestaltet werden. Durch die zusätzliche
Verwendung von geeigneten ausgefaulten Gewässer und/oder Klärschlämmen in
Verbindung mit bentonitgebundenen Gießereialtsanden, -stäuben können
Rekultivierungsböden für Deponieendabdeckungen kostengünstig hergestellt werden. Die
eingesetzten Abfallstoffe werden stofflich, unter Beachtung der umweltunbedenklichen
Parameter verwertet, wobei die so hergestellten mineralischen Dichtungen eine
Langzeitbeständigkeit beim Durchströmen von kontaminiertem Wasser aufweisen.
Ausgangspunkt der Untersuchung waren geeignete bentonitgebundene Gießereialtsande,
-stäube als Ersatzbaustoff in mineralischen Oberflächendichtungen einer Deponie. In der
Betrachtung wurden bentonitgebundene Gießereialtsande und bentonitgebundene
Gießereistäube gleichgestellt, da diese in ihren Eigenschaften gleich sind. Die Stäube sind
lediglich in ihrer Kornabstufung feiner. Der Einsatz ist auch als Gemisch von
bentonitgebundenem Gießereialtsand und bentonitgebundenem Gießereistaub möglich.
Das im Gießereialtsand enthaltene Bentonit ist beim Gießprozess thermisch beeinflusst
worden und weist besondere Eigenschaften auf, die sich in einer erhöhten
Wasseraufnahmefähigkeit zeigt, die jedoch mit einer zeitlichen Verzögerung erst
feststellbar ist.
Die bodenmechanischen Untersuchungen beweisen, dass die bentonitgebundenen
Gießereialtsande, -stäube hinsichtlich ihrer Dichtungseigenschaften den Anforderungen an
mineralische Deponieoberflächenabdichtungen entsprechen. Der Gießereialtsand besteht
im wesentlichen aus feinem Quarzsand mit einem eng abgestuften Kornband aus
Glanzkohlenstoffbildnern als Mineralphase und Gießereibentonit. Diese Abfallstoffe liegen
in der Korngrößenverteilung ähnlich wie Lößboden im Bereich des Mittel- bis Grobschluffes.
Der Glanzkohlenstoffbildner ist mit 3 bis 10 Gewichtsprozentanteilen in dem
Gießereialtsandgemisch vorhanden.
Wichtig ist festzustellen, dass es sich hierbei um einen organischen Kohlenstoff handelt,
der zwar den Glühverlust negativ beeinflusst, aber sich nicht störend auf die
Dichtungseigenschaften auswirkt, wie dies bei organischen Bestandteilen bzw. anderen
organischen Kohlenstoffen der Fall ist.
Der Bentonitanteil im Gießereialtsand beträgt zwischen 3 und 15 Gewichtsprozentanteile.
Die Mineralanalyse des aktivierten Gießereibentonites weist einen Montmorillolitanteil von
über 70 Gewichtsprozentanteilen aus. Weitere Begleitminerale sind: Quarz, Kalzit, Dolomit
und Feldspat. Der Glühverlust des Gießereibentonites ist nicht auf verbrannte Organik
zurückzuführen, da das eingelagerte Wasser in der Gitterstruktur des Bentonites erst bei
ca. 50°C freigesetzt wird.
Ausgangspunkt weiterer Untersuchungen waren geeignete Gewässer- und/oder
Klärschlämme die ausgefault sind und mind. 30% Trockenrückstand [TR] aufweisen. Eine
mechanische Vorentwässerung des Gewässer und/oder Klärschlamms z. B. durch
Kammerfilterpressen, Siebbandtrockner, Zentrifugen ist unbedingt erforderlich. Der
eingedickte Klärschlamm kann durch Polymerkonditionierung mittels Bandfilterpressen
oder Zentrifugen auf 18-30% TR entwässert werden. Ein erhöhter Entwässerungsgrad
kann mittels Kammerfilterpressen durch den Einsatz von Metallsalz- oder Polymer-
Konditionierung erreicht werden. Hier ist die durchschnittliche Entwässerbarkeit von 28-
38% TR erreichbar. Wird Kalk als Zuschlagstoff zusätzlich eingesetzt, ist eine
Entwässerung von 35-45% TR möglich. Durch die mechanische Entwässerung kann das
Haft- und Kapillarwasser des Klärschlamms größtenteils entfernt werden. Das Absorptions-
und Innenwasser kann nur durch Trocknung entfernt werden (bis etwa 95% TR). Eine
Verarbeitung bei < 30% TR ist auf Grund der breiigen Konsistenz nicht möglich. Der
Einbauwassergehalt wird überschritten, somit ist eine optimale Verdichtung
ausgeschlossen.
Erfindungsgemäß kann vorteilhaft im Klärwerk oder anderen Aufbereitungsanlagen, nach
der maschinellen Entwässerung des Gewässer oder Klärschlamms, zur Nachbehandlung
trockener, bentonithaltiger Gießereialtsand und/oder -staub mit 5-35 Gew.-% und einem
Bentonitgehalt von 3-15 Gew.-% eingemischt werden. Die hohe Wasseraufnahmefähigkeit
(ca. 60-100%) dieser Abfallstoffe verringert den Wassergehalt des Klärschlammes um ca.
10-20% bei der vorzugsweisen Zugabe von 10 Gew.-% trockenen bentonithaltigen
Gießereialtsanden und/oder -stäuben. Auf eine Zumischung von Kalk kann dann verzichtet
werden.
Die faserige Struktur des Gewässer und/oder Klärschlammes, der aus einem Schlamm-
Sandgemisch mit einem relativ hohen Wasserhaltevermögen besteht, hat hinsichtlich der
Rissanfälligkeit gegenüber den herkömmlichen Standartabdichtungssystemen mit Ton und
tonhaltigem Lehm eine erhebliche Verbesserung.
Vom Stand der Technik (DE 195 40 387 C2) ist bekannt, dass bentonithaltige Gießereialt
sande, -stäube in mineralischen Dichtungssystemen eine gute Dichtungseigenschaft
haben, aber auch erosionsanfällig sind.
Durch den Einsatz einer Schutz- und Drainagematte 3 und der Kunststoffdichtungsbahn 4
(KDB), welche vom Stand der Technik bekannt sind, wird diesem Nachteil entgegen
gewirkt.
Der Einsatz von mineralischen Deponieoberflächenabdichtungen und Zwischen
abdichtungen hat im wesentlichen die Hauptaufgabe, dass das Oberflächenwasser nicht in
den Deponiekörper eindringt. Damit entsteht kein weiteres kontaminiertes Deponiewasser,
welches mit hohen Kostenaufwand entsorgt werden muss. Die genannten
Voraussetzungen erfüllen die bentonithaltigen Gießereialtsande, -stäube, mit einem
optimalen Einbauwassergehalt von 5 bis 35 Gewichtsprozentanteilen. Die
Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte "k" des unterschiedlich lange feucht gelagerten
Gießereialtsandes, -staubes erfüllen nach DIN 18130 die Bandbreite der Einbauparameter,
die im Deponiebau zulässig sind. Dies ist im Bereich von 97% der einfachen Proctordichte
auf der nassen Seite der Proctorkurve über 100% der Proctordichte bei einem optimalen
Wassergehalt bis hin zu 97% der Proctordichte auf der trockenen Seite vorhanden. Die
ermittelten k-Werte liegen wie nachstehend dargestellt, mit k = 1,6 × 10-11 m/s bis k = 3,2 ×
10-10 m/s durchweg unterhalb der nach den gesetzlichen Vorschriften für mineralische
Oberflächenabdichtungen zulässigen Werte von k ≦ 5 × 10-9 m/s.
Der Einsatz von mineralischen Deponieabdichtungen hat im wesentlichen zwei Haupt
aufgaben, welche im ZURÜCKHALTEN VON SCHADSTOFFEN UND DICHTEN (kon
vektioneller Wasserspeicher) bestehen. Eine hohe Dichtungswirkung wird dann erreicht,
wenn eine maximale oder optimale Packungsdichte mit geringstem Porenvolumen des
Dichtungsmaterials vorliegt. Die genannten Voraussetzungen werden erfindungsgemäß
aus bodenmechanischer Sicht erreicht.
Die Struktur des bentonitgebundenen Gießereialtsandes und bentonitgebundenen
Gießereistaubes mit einem relativ hohen Wasserhaltevermögen und SiO2-Gehalt, hat
hinsichtlich der Rissanfälligkeit gegenüber den herkömmlichen Standartabdichtungs
systemen mit Ton und tonhaltigen Lehm erhebliche Vorteile.
Es ist allgemein bekannt, dass bei mineralischen Böden, insbesondere Tone, selbst bei
geringen Verformungen (Zugspannung) und schon bei geringen Wassergehalts
änderungen von Δw ≈ 1% Rissbildungen auftreten und damit die Dichtungswirkung
beeinträchtigen.
Die Erfindung ist für Oberflächen- und Zwischenabdichtungssysteme für Deponien der
Deponieklassen I: (Monodeponien-Erdaushub), Deponieklasse II: (Hausmüll-
Siedlungsabfall) und Deponieklasse III: (Sonderabfall), sowie zur Absicherung von
Altlastenstandorten und den Einsatz in Rekultivierungsschichten anwendbar.
Die Erfindung wird mit Fig. 1 als Oberflächenabdichtungssystem erläutert, in dem
- - eine Vegetationsschicht 1, bestehend aus einer Rasensaat als Erosionsschutz,
- - eine Rekultivierungsschicht 2, bestehend aus einem gut verdichtbarem, ausreichend tragfähigem Boden, mit einer Gesamtschichtstärke von 0,7 m bis 2,0 m, die sich in zwei unterschiedliche Wasserdurchlässigkeiten trennt:
- - in eine Rekultivierungsschicht 2.1 mit einer geringen Wasserdurchlässigkeit (k = 5 × 10-5 m/s bis k = 5 × 10-7 m/s), unter Zumischung von 10-20 Gew.-% bentonitgebundenen Gießereialtsanden, -stäuben und 10-20 Gew.-% geeignete ausgefaulte Gewässer- und/oder Klärschlämme mit einem gut verdichtbarem, ausreichend tragfähigem Boden, mit einer Schichtstärkeanteil von 70-80% an der Gesamtschichtstärke der Rekultivierungsschicht 2 und
- - eine Rekultivierungsschicht 2.2 mit einer höheren Wasserdurchlässigkeit (k = 5 × 10-2 m/s bis k = 5 × 10-4 m/s) bestehend aus einem schwach schluffigen Sand-Kiessand und/oder hochregeneriertem Gießereialtsand mit sehr geringem Bentonitanteil, mit einem Schichtstärkeanteil von 20-30% an der Gesamtschichtstärke der Rekultivierungsschicht 2, sowie
- - einer Schutz- und Dränagematte 3 (vom Stand der Technik bekannt),
- - einer Kunststoffdichtungsbahn (KDB) 4 (vom Stand der Technik bekannt),
- - einer mineralischen Dichtungsschicht 5 aus bentonitgebundenem Gießereialtsand
und/oder bentonitgebundenem Gießereistaub mit einer Schichtstärke von 0,2 m bis
0,7 m die mit einem Einbauwassergehalt von 5-35%, vorzugsweise 14,5% eingestellt ist,
oder schluffiger, toniger Erdaushub; schluffige Tone; Bauschuttrecyclingmaterial; Kies-
Sandgemische als Traggerüst, in der Körnung 0-32 mm, trockner bentonithaltiger
Gießereialtsand, -staub als Füllstoff mit teilweise abdichtender Wirkung durch das
Bentonit (Bentonitgehalt ca. 3-15% Gew.)%), ausgefaulter, mit Kalk und/oder
Gießereialtsand, -staub, nachbehandelter Klärschlamm mit TR 35-60% aus einem
Klärwerk, welcher der Klärschlammverordnung entspricht oder in zwei Schichten
getrennt eingebaut, indem die Schicht 5.2 aus einem gut verdichtbarem schluffigen,
tonigen Erdbaumaterial; schluffigen Tonen als abdichtender und plastifizierender Stoff
und aus der Schicht 5.1, bestehend aus bentonitgebundenem Gießereialtsand
und/oder bentonitgebundenem Gießereistaub. Zwischen den Schichten 5.1 und 5.2 ist
kein zusätzliches Trennvlies erforderlich. Die Schichtstärken können variabel gewählt
werden, je nach vorliegenden Materialmengen. Diese kombinierte
Dichtungsschichtvariante hat den Vorteil, dass die Schicht 5.1 als selbstheilende
Schicht dient, falls Spannungsrisse in der Schicht 5.2 auftreten sollten.
Es wird ein Einbauwassergehalt von 8-30%, vorzugsweise 14,5% eingestellt. - - einer gaswegsamen Schicht 6, mit einer Schichtstärke von 30-40 cm, welche sich unterteilt in,
- - die Abdeckung der gaswegsamen Schicht 6.1, bestehend aus einem mineralischen Filtermaterial in der Korngröße 0-8 mm, wie Hausmüllverbrennungsschlacke (HMV- Schlacken) und/oder Bauschuttrecyclingmaterial (BSR-Material), mit einer Schichtstärke 5-30% Anteil an der Gesamtschichtstärke der gaswegsamen Schicht 6 und
- - die gaswegsame Schicht 6.2, mit einer Korngröße von 4 mm bis 52 mm bestehend aus Recyclingschotter aus Gleisanlagen und/ oder gebrochener Gießereischlacke und/ oder HMV-Schlacken und /oder BSR-Material mit einer Schichtstärke 70-95% (Anteil an der Gesamtschichtstärke der gaswegsamen Schicht 6)
- - und die Profilierungsschicht 7, mit einer variablen Schichtstärke aus Gießereireststoffen, wie bentonitgebundenem Gießereialtsand und/oder bentonitgebundenem Gießereistaub und/oder Gießereischlacken besteht, vorzugsweise BSR-Material im Gemisch mit eisenhaltigem Filterstaub mit 5-40 Gew.-% aus Eisen-, Stahlgießerein und 60-95 Gew.-% BSR-Material mit der Korngröße 0-32 mm,
- - welche auf den Müllkörper 8, aufgebracht werden.
Eine Zwischenabdeckung Fig. 2, wird mit dem gleichen Schichtenaufbau hergestellt, mit
der Ausnahme, dass die Vegetationsschicht 1 und die Rekultivierungsschicht 2 entfällt.
Aus diesem Schichtenaufbau Fig. 1 und Fig. 2 ergeben sich erfindungsgemäß folgende
Vorteile:
- 1. Die Rekultivierungsschicht 2.1, mit einer geringen Wasserdurchlässigkeit k = 5 × 10-5 m/s bis k = 5 × 10-7 verhindert in der ersten Barriere das Eindringen von Oberflächenwasser, die angepflanzten Kulturen sind in der Lage, begünstigt durch den zugemischten bentonithaltigen Gießereialtsand, -staub das Oberflächenwasser aufzunehmen. Durch den zusätzlichen Einsatz von Klärschlamm, werden dem Rekultivierungsboden Nährstoffe zugeführt, so dass minderwertige Erdbaustoffe aus Baustellenaushub mit zum Einsatz kommen können.
- 2. Die Rekultivierungsschicht 2.2, wird im unteren Bereich (Auflage auf die Schutz- und Dränagematte) mit einer höheren Wasserdurchlässigkeit k = 5 × 10-2 m/s bis k = 5 × 10-4 eingebaut. Dieser Schichtenaufbau hat den Vorteil, dass sich im Langzeitverhalten eine wasserführende Schicht aufbaut, die einem Grundwasserleiter nahe kommt.
- 3. Die Verlegung der KDB 4 erfordert keine besonderen Schutzschichten und kann direkt auf die mineralische Dichtung 5 erfolgen.
- 4. Der Einbau ist durch den trocken angelieferten Gießereialtsand in der mineralischen Dichtung 5 nicht so witterungsabhängig wie bei natürlichen Tonen/Schluffen.
- 5. Auf ein zusätzliches Schutzvlies zwischen der mineralischen Dichtung 5 und der gaswegsamen Schicht 6, kann verzichtet werden, da diese funktionelle Aufgabe die Abdeckung der gaswegsamen Schicht 6.1 übernimmt.
- 6. Die Profilierungsschicht 7, aus BSR-Material im Gemisch mit eisenhaltigem Filterstaub, unter Zugabe von Wasser bildet eine sehr gute, standfeste Auflage für den weiteren Aufbau der gesamten Oberflächendichtung.
- 7. Das Gemisch der Profilierungsschicht 6, aus BSR-Material mit eisenhaltigem Filterstaub ist auch im Wegebau während der gesamten Baumaßnahme und während des Deponiebetriebes geeignet. Hier sind Schichtstärken von 0,1 m bis 0,5 m erforderlich, die mittels Raupe eingebaut und mit Glattmantelwalze verdichtet werden. Ein Aufsprühen von Wasser mittels Wasserwagen verhindert nach dem Einbau eine Staubentwicklung. Durch Niederschlagswasser erfolgt die Verfestigung und Erhärtung dieses Gemisches, welches eine hohe Standfestigkeit und nur geringe Erosionseigenschaften hat.
Das Verfahren zur Herstellung eines mineralischen Oberflächen- und
Zwischenabdichtungssystems für Deponien, Abdeckungen von Altlasten und
Rekultivierungsschichten, ist dadurch charakterisiert, dass die Komponenten:
- - der Rekultivierungsschicht 2, mit einer Gesamtschichtstärke von 0,7-2,0 m aus
- - der Rekultivierungsschicht 2.1 (70-80% der Gesamtschichtstärke von 2), aus
- - trocknen bentonithattigen Gießereialtsand, -staub (Bentonitgehalt von 3-15 Gew.)%) mit 20-40 Gew.-% vorzugsweise 30 Gew.-%, ausgefaultem, mit Kalk und/oder Gießereialtsand, -staub nachbehandelten Gewässer- und/oder Klärschlamm mit TR 35-60%, welcher der Klärschlamm verordnung entspricht, als Nährstoff, mit 10-40 Gew.-% vorzugsweise 20 Gew.-%,
- - und einem humus- bzw. nährstoffarmen Bodenaushub mit 20-70 Gew.-% vorzugsweise 50 Gew.-% bestehen,
- - und der Rekultivierungsschicht 2.2 (20-30% der Gesamtschichtstärke von 2), aus einem
- - Gemisch aus trocknem hochregeneriertem Gießereialtsand mit sehr geringem Bentonitanteil mit 2040 Gew.-%, vorzugsweise 30 Gew.-%
- - und einem gering humus- bzw. nährstoffreichen Bodenaushub mit 20-70 Gew.-% vorzugsweise 50 Gew.-% bestehen und
- - Gießereischlacken, BSR-Material in den Korngrößen 0-32 mm mit 10-20 Gew.-% vorzugsweise 20 Gew.-% besteht,
- - für die mineralische Dichtungsschicht 5, mit einer Gesamtschichtstärke von 20-70 cm,
- - bentonitgebundener Gießereialtsand, -staub 100 Gew.-% mit Wasser vermischt und ein Einbauwassergehalt von 5-35 Gew.-%-Anteilen besteht oder
- - einem Gemisch aus 25-50 Gew.-% vorzugsweise 40 Gew.-% schluffiger, toniger Erdaushub; schluffige Tone; Bauschuttrecyclingmaterial; Kies-Sandgemische als Traggerüst, in der Körnung 0-32 mm, 25-50 Gew.-% vorzugsweise 40 Gew.-% trockner bentonithaltiger Gießereialtsand, -staub als Füllstoff mit teilweise abdichtender Wirkung durch das Bentonit (Bentonitgehalt ca. 3-15% Gew.-%), 5-40 Gew.-% vorzugsweise 20 Gew.-% ausgefaulter, mit Kalk und/oder Gießereialtsand, - staub, nachbehandelter Klärschlamm mit TR 35-60% aus einem Klärwerk, welcher der Klärchlammverordnung entspricht, als abdichtender und plastfizierender Stoff. Es wird ein Einbauwassergehalt von 8-30%, vorzugsweise 14,5% eingestellt oder
- - die mineralische Dichtungsschicht 5 aus der Schicht 5.2, welche aus einem gut verdichtbarem schluffigen, tonigen Erdbaumaterial; schluffigen Tonen als abdichtender und plastfizierender Stoff und aus der Schicht 5.1, bestehend aus bentonitgebundenem Gießereialtsand und/oder bentonitgebundenem Gießereistaub aufgebaut ist,
- - für die gaswegsame Schicht 6, mit einer Gesamtschichtstärke von 30-40 cm bestehend aus
- - der gaswegsamen Schicht 6.1 (5-30% der Gesamtschichtstärke von 6), mit einer Körnungslinie von 0-8 mm, HMV-Schlacke und/oder Gießereischlacken in dem Korngrößenbereich 0-8 mm mit 100 Gew.-%- Anteilen Verwendung findet,
- - und der gaswegsamen Schicht 6.2 (70-95% der Gesamtschichtstärke von 6), mit einer Körnungslinie von 4-56 mm, HMV-Schlacke und/oder Gießereischlacken in dem Korngrößenbereich 4-52 mm mit 100 Gew.-%-Anteilen Verwendung findet,
- - für die Profilierungsschicht 7, die in der Schichtstärke variabel ist, aus 60-95 Gew.-% BSR-Material und 5-40 Gew.-% eisenhaltigen Filterstaub besteht,
- - Diese Materialien werden auf den Deponiekörper 8 aufgebracht.
Für den Wegebau innerhalb des Deponiegeländes kann weiterhin ein Material verwendet
werden, welches aus 60-95 Gew.-% BSR-Material und 5-40 Gew.-% eisenhaltigen
Filterstaub besteht.
Diese Einsatzstoffe, außer für die gaswegsame Schicht 6, sind in einer stationären
Mischanlage mittels Zwangsmischer, unter Zugabe des erforderlichen Wasseranteils, bis
zur Einstellung des optimalen Einbauwassergehaltes, homogen zu vermischen. Die
Dosierung der unterschiedlichen Materialien erfolgt in der Mischanlage mit
Kastenbeschicker und Wiegebändern. Das gemischte Material wird lagenweise dann im
Baufeld aufgebracht und auf die Soll-Dichte mit einer Glattmantelwalze verdichtet.
Eine weitere Möglichkeit der homogenen Vermischung kann direkt auf dem Baufeld
erfolgen. Hier erfolgt die Dosierung durch exaktes, lagenweises Aufbringen (mit Hilfe eines
Rundumlasers ±1 cm) der zu mischenden Materialien und durch genaue Einstellung der
Frästiefe mit einer hochtourigen Baufräse. Anschließend wird das vorbereitete Baufeld mit
einer schweren Baufräse, gegebenenfalls unter Zugabe von Wasser, bis zur Einstellung
des optimalen Einbauwassergehaltes, durchgefräst, wobei die Frästiefe auf ca. 25 cm
eingestellt wird. Vor einem weiteren Fräsgang wird das vorgemischte Material mit einer
Glattmantelwalze vorverdichtet und gefräst, um eine weitgehende Homogenisierung zu
erreichen. Danach wird das gemischte Material lagenweise auf die Soll-Dichte mit einer
Glattmantelwalze verdichtet.
1
Vegetationsschicht als Erosionsschutz
2
Rekultivierungsboden
2.1
Rekultivierungsboden, wasserundurchlässiger
2.2
Rekultivierungsboden, wasserdurchlässiger
3
Schutz- und Drainagematte
4
Kunststoffdichtungsbahn (KDB)
5
Mineralische Dichtungsschicht
5.1
bentonitgebundener Gießereialtsand und/oder bentonitgebundener Gießerei
staub
5.2
gut verdichtbares schluffiges, toniges Erdbaumaterial; schluffige Tone als
abdichtender und plastifizierender Stoff
6
Gaswegsame Schicht
6.1
Gaswegsame Schicht mit der Körnung 0-8 mm
6.1
Gaswegsame Schicht mit der Körnung 4-52 mm
7
Profilierungsschicht
8
Deponiematerial zwischen Oberflächen- oder Zwischenabdichtung und
Basisabdichtung
8.1
Deponiematerial zwischen Oberflächen- und Zwischenabdichtung
Claims (13)
1. Mineralische Oberflächen- und Zwischenabdichtungssysteme für Deponien und
Absicherung von Altlastenstandorten unter Verwendung von industriellen Abfallstoffen,
dadurch gekennzeichnet,
dass für Deponieabdeckungen oder Absicherung von Altlastenstandorten, verbunden mit
einem Dichtungssystem, auf dem Deponiekörper (8) eine Profilierungsschicht (7)
aufgebracht wird, in dem über die Profilierungsschicht (7) eine gaswegsame Schicht (6)
und eine mineralische Dichtungsschicht (5) aufgebracht wird, darauf eine
Kunststoffdichtungsbahn (4) verlegt wird, auf dieser erfolgt die Verlegung einer Schutz- und
Drainagematte (3), mit darüber liegender Rekultivierungsschicht (2) und der
Vegetationsschicht.
2. Mineralische Oberflächen- und Zwischenabdichtungssysteme für Deponien und
Absicherung von Altlastenstandorten unter Verwendung von industriellen Abfallstoffen,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Zwischenabdeckung für Deponien, verbunden mit einem Dichtungssystem, auf
dem Deponiekörper (8) eine Profilierungsschicht (7) aufgebracht wird, in dem über die
Profilierungsschicht (7) eine gaswegsame Schicht (6) und eine mineralische
Dichtungsschicht (5) aufgebracht wird, darauf eine Kunststoffdichtungsbahn (4) verlegt
wird, auf dieser erfolgt die Verlegung einer Schutz- und Drainagematte (3), mit darüber
liegendem Deponiematerial (8.1).
3. Mineralische Oberflächen- und Zwischenabdichtungssysteme für Deponien und
Absicherung von Altlastenstandorten unter Verwendung von industriellen Abfallstoffen,
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Rekultivierungsschicht (2) mit einer Gesamtschichtstärke von 0,7 m bis 2,0 m, in
eine obere Rekultivierungsschicht (2.1) mit 70-80% der Gesamtschichtstärke von (2),
wasserundurchlässigem Rekultivierungsboden mit k = 5 × 10-5 m/s bis k = 5 × 10-7 und eine
untere Rekultivierungsschicht (2.2) mit 20-30% der Gesamtschichtstärke von (2),
wasserdurchlässigem Rekultivierungsboden k = 5 × 10-2 m/s bis k = 5 × 10-4 m/s hat, die
getrennt hergestellt und eingebaut werden.
4. Mineralische Oberflächen- und Zwischenabdichtungssysteme für Deponien und
Absicherung von Altlastenstandorten unter Verwendung von industriellen Abfallstoffen,
nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Rekultivierungsschicht (2) aus der oberen Rekultivierungsschicht (2.1), aus
trockenen bentonithaltigen Gießereialtsand, staub (Bentonitgehalt von 3-15 Gew.%) mit
20-40 Gew.-% vorzugsweise 30 Gew.-%, ausgefaulten, mit Kalk und/oder Gießereialtsand,
-staub nachbehandelter Gewässer und/oder Klärschlamm mit TR 35-60%, welcher der
Klärschlammverordnung entspricht, als Nährstoff, mit 10-40 Gew.-% vorzugsweise 20 Gew.-%,
und einem gering humus- bzw. nährstoffreichen Bodenaushub mit 20-70 Gew.-%
vorzugsweise 50 Gew.-% bestehen und einer unteren Rekultivierungsschicht (2.2) aus
einem Gemisch aus trocknem, hochregeneriertem Gießereialtsand, mit sehr geringem
Bentonitanteil mit 20-40 Gew.-%, vorzugsweise 30 Gew.-%, einem gering humus- bzw.
nährstoffreichen Bodenaushub mit 20-70 Gew.-%, vorzugsweise 50 Gew.-% bestehen und
Gießereischlacken, BSR-Material in den Korngrößen 0-32 mm mit 10-20 Gew.-%
vorzugsweise 20 Gew.-%, besteht.
5. Mineralische Oberflächen- und Zwischenabdichtungssysteme für Deponien und
Absicherung von Altlastenstandorten unter Verwendung von industriellen Abfallstoffen,
nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die mineralische Dichtungsschicht (5) eine Schichtstärke von 20-70 cm hat und aus
bentonitgebundenem Gießereialtsand, -staub (Bentonitgehalt 3-15 Gew.-%) zu 100 Gew.-%
mit Wasser vermischt und ein Einbauwassergehalt von 5-35 Gew.-%-Anteilen und einem
k-Wert von 5 × 10-9 m/s besteht.
6. Mineralische Oberflächen- und Zwischenabdichtungssysteme für Deponien und
Absicherung von Altlastenstandorten unter Verwendung von industriellen Abfallstoffen,
nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die mineralische Dichtungsschicht (5) eine Schichtstärke von 20-70 cm hat und aus
einem Gemisch aus schluffigen, tonigen Erdaushub; schluffigen Tonen;
Bauschuttrecyclingmaterial; Kies-Sandgemische als Traggerüst, mit 25-50 Gew.-%
vorzugsweise 40 Gew.-% in der Körnung 0-32 mm und trockner bentonithaltiger
Gießereialtsand, -staub als Füllstoff mit teilweise abdichtender Wirkung durch das Bentonit
(Bentonitgehalt ca. 3-15% Gew.-%) mit 25-50 Gew.-% vorzugsweise 40 Gew.-% und
ausgefaulten, mit Kalk und/oder Gießereialtsand, -staub, nachbehandelter Klärschlamm mit
TR 35-60% aus einem Klärwerk, welcher der Klärschlammverordnung entspricht, als
abdichtender und plastifizierender Stoff mit 5-40 Gew.-% vorzugsweise 20 Gew.-%, besteht.
Es wird ein Einbauwassergehalt von 8-30%, vorzugsweise 14,5% eingestellt.
7. Mineralische Oberflächen- und Zwischenabdichtungssysteme für Deponien und
Absicherung von Altlastenstandorten unter Verwendung von industriellen Abfallstoffen,
nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die mineralische Dichtungsschicht (5) eine Schichtstärke von 20-70 cm hat und in zwei
Schichten getrennt eingebaut, in dem die Schicht (5.1) aus bentonitgebundenem
Gießereialtsand und/oder bentonitgebundenem Gießereistaub und aus der Schicht (5.2),
welche aus einem gut verdichtbarem schluffigen, tonigen Erdbaumaterial; schluffigen
Tonen als abdichtender und plastifizierender Stoff die besteht.
8. Mineralische Oberflächen- und Zwischenabdichtungssysteme für Deponien und
Absicherung von Altlastenstandorten unter Verwendung von industriellen Abfallstoffen,
nach den Ansprüchen 1, 2, 4 und 6 dadurch gekennzeichnet,
dass nach der maschinellen Entwässerung des Gewässer, und/oder Klärschlamms
trockener bentonithaltiger Gießereisand und/oder -staub mit 5-35 Gew.-% und einem
Bentonitgehalt von 3-15 Gew.-% eingemischt wird.
9. Mineralische Oberflächen- und Zwischenabdichtungssysteme für Deponien und
Absicherung von Altlastenstandorten unter Verwendung von industriellen Abfallstoffen,
nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die gaswegsame Schicht (6) mit einer Gesamtschichtstärke von 30-40 cm, aus einer
oberen Schichten (6.1), bestehend aus einem mineralischen Filtermaterial in der
Korngröße 0 mm-8 mm, wie Hausmüllverbrennungsschlacke (HMV-Schlacken) und/oder
Bauschuttrecyclingmaterial (BSR-Material), mit einer Schichtstärke 5-30% Anteil an der
Gesamtschichtstärke der gaswegsamen Schicht (6) und einer unteren Schicht (6.2) mit
einer Korngröße von 4 mm bis 52 mm aus Recyclingschotter aus Gleisanlagen und/oder
gebrochener Gießereischlacke und/oder HMV-Schlacken und/oder BSR-Material mit einer
Schichtstärke 70-95% Anteil an der Gesamtschichtstärke der gaswegsamen Schicht (6).
10. Mineralische Oberflächen- und Zwischenabdichtungssysteme für Deponien und
Absicherung von Altlastenstandorten unter Verwendung von industriellen Abfallstoffen,
nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Profilierungsschicht (7) mit einer variablen Schichtstärke aus Gießereireststoffen
wie bentonitgebundenem Gießereialtsand und/oder bentonitgebundenem Gießereistaub
und/oder Gießereischlacken besteht, vorzugsweise BSR-Material im Gemisch mit
eisenhaltigen Filterstaub mit 5-40 Gew.-% aus Eisen-, Stahlgießereien und 60-95 Gew.-%
BSR-Material mit der Korngröße 0-32 mm, besteht.
11. Verfahren zur Herstellung, Aufbereitung und Einbau von mineralischen Oberflächen-
und Zwischenabdichtungssystemen für Deponien und Absicherung von Altlastenstandorten
unter Verwendung von industriellen Abfallstoffen, nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6 und
9, dadurch gekennzeichnet,
dass die Herstellung des Gemisches in einer stationären Mischanlage mittels
Zwangsmischer, gegebenenfalls unter Zugabe von Wasser, bis zum optimalen
Einbauwassergehalt, in dem das Gemisch lagenweise aufgebracht und auf die Soll-Dichte
mit einer Glattmantelwalze verdichtet wird.
12. Verfahren zur Herstellung, Aufbereitung und Einbau von mineralischen Oberflächen-
und Zwischenabdichtungssystemen für Deponien und Absicherung von Altlastenstandorten
unter Verwendung von industriellen Abfallstoffen, nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6 und
9, dadurch gekennzeichnet,
dass im Baufeld durch exaktes, lagenweises Aufbringen der einzelnen Materialien und
anschließend durch fräsen mittels Bodenfräsen, gegebenenfalls unter Zugabe von Wasser,
bis zum optimalen Einbauwassergehalt erfolgt und anschließend auf die Soll-Dichte mit
einer Glattmantelwalze verdichtet wird.
13. Eisenhaltige Gießereialtsande, -stäube für den Wegebau innerhalb des
Deponiegeländes dadurch gekennzeichnet,
dass ein Gemisch aus eisenhaltigen Gießereialtsand, -staub mit 5-40 Gew.-% und 60-95 Gew.-%
und Wasser (5-20 Liter je 100 kg Gemisch), mit einer Schichtstärke 10 cm bis 50 cm
durch eine Raupe eingebaut und mit einer Glattmantelwalze verdichtet wird.
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